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TED Talks Live

Sangeeta Bhatia: This tiny particle could roam your body to find tumors

Sangeeta Bhatia: Esta nanopartícula detecta tumores dentro de tu cuerpo

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¿Y si pudiéramos encontrar tumores cancerosos años antes de que nos puedan hacer daño, sin unidades de detección caras o incluso una fuente de electricidad constante? La médica, bioingeniera y emprendedora Sangeeta Bhatia conduce un laboratorio multidisciplinario que busca nuevas formas de comprender, diagnosticar y tratar las enfermedades humanas. Su objetivo: los dos tercios de las muertes por cáncer que afirma que son totalmente prevenibles. Con notable claridad, explica la ciencia que detrás de las nanopartículas complejas y comparte su sueño de una nueva y radical prueba de cáncer que podría salvar millones de vidas.

- Physician, bioengineer and entrepreneur
Sangeeta Bhatia is a cancer researcher, MIT professor and biotech entrepreneur who works to adapt technologies developed in the computer industry for medical innovation. Full bio

En el espacio que ocupaba un transistor,
00:12
In the space that used
to house one transistor,
ahora podemos colocar
mil millones de ellos.
00:16
we can now fit one billion.
Gracias a eso una computadora
del tamaño de una habitación
00:19
That made it so that a computer
the size of an entire room
cabe ahora en su bolsillo.
00:23
now fits in your pocket.
Se podría decir que el futuro es pequeño.
00:26
You might say the future is small.
Como ingeniera,
00:29
As an engineer,
esta revolución de la miniaturización
en las computadoras me inspira.
00:30
I'm inspired by this miniaturization
revolution in computers.
Como médica,
00:34
As a physician,
me pregunto si podríamos usarla
para reducir las fatalidades
00:36
I wonder whether we could use it
to reduce the number of lives lost
debido a una enfermedad con la mayor tasa
de crecimiento en el mundo: el cáncer.
00:41
due to one of the fastest-growing
diseases on Earth:
00:46
cancer.
Cuando digo esto,
lo que la mayoría cree oír
00:47
Now when I say that,
00:48
what most people hear me say
is that we're working on curing cancer.
es que estamos trabajando
en curar el cáncer.
Y lo estamos, así es.
00:52
And we are.
Resulta que tenemos una oportunidad
increíble de salvar vidas
00:53
But it turns out
00:55
that there's an incredible
opportunity to save lives
gracias a la detección temprana
y a la prevención del cáncer.
00:57
through the early detection
and prevention of cancer.
A nivel mundial, más de dos tercios de
las muertes por cáncer son prevenibles
01:01
Worldwide, over two-thirds of deaths
due to cancer are fully preventable
mediante los métodos que tenemos hoy
a nuestra disposición.
01:07
using methods that we already
have in hand today.
01:10
Things like vaccination, timely screening
Cosas como vacunas, detección temprana
y por supuesto, dejar de fumar.
01:13
and of course, stopping smoking.
Pero incluso con las mejores
herramientas y tecnologías actuales
01:16
But even with the best tools
and technologies that we have today,
no podemos detectar algunos tumores
01:19
some tumors can't be detected
hasta 10 años después de su aparición
01:22
until 10 years after
they've started growing,
cuando su número quizás asciende
a 50 millones de células cancerosas.
01:25
when they are 50 million
cancer cells strong.
¿Y si tuviéramos mejores tecnologías
de detección temprana
01:30
What if we had better technologies
01:31
to detect some of these more
deadly cancers sooner,
para estos tipos de cánceres letales
cuando todavía podrían ser eliminados
o justo antes de que se desarrollen?
01:35
when they could be removed,
01:36
when they were just getting started?
Les diré cómo podría
la miniaturización llevarnos hasta allí.
01:38
Let me tell you about how
miniaturization might get us there.
Aquí se ve el típico microscopio
de laboratorio que usan los patólogos
01:43
This is a microscope in a typical lab
01:45
that a pathologist would use
for looking at a tissue specimen,
para observar una muestra de tejido,
01:49
like a biopsy or a pap smear.
para una biopsia
o una prueba de Papanicolaou.
Este microscopio que vale USD 7000
01:51
This $7,000 microscope
lo usa alguien con años de especialización
para identificar células cancerosas.
01:54
would be used by somebody
with years of specialized training
01:57
to spot cancer cells.
Esta es una imagen enviada por una
colega mía de la Universidad Rice,
02:00
This is an image from a colleague
of mine at Rice University,
02:03
Rebecca Richards-Kortum.
Rebecca Richards-Kortum.
Ella y su equipo han miniaturizado
02:04
What she and her team have done
is miniaturize that whole microscope
ese microscopio en 10 partes de USD 1
02:08
into this $10 part,
que cabe en el extremo
de una fibra óptica
02:10
and it fits on the end
of an optical fiber.
y esto significa que en lugar de tomar
una muestra de un paciente
02:13
Now what that means is instead
of taking a sample from a patient
y enviarlo al microscopio,
02:17
and sending it to the microscope,
podemos traer el microscopio
al paciente.
02:19
you can bring the microscope
to the patient.
y en lugar de esperar que un
especialista analice las imágenes,
02:22
And then, instead of requiring
a specialist to look at the images,
una máquina puede distinguir entre
células normales y cancerosas.
02:26
you can train the computer to score
normal versus cancerous cells.
Ahora bien, esto es importante
02:32
Now this is important,
02:33
because what they found
working in rural communities,
porque descubrieron al trabajar
en comunidades rurales,
que incluso cuando se dispone
de una unidad móvil de diagnóstico
02:36
is that even when they have
a mobile screening van
que puede desplazarse
para realizar pruebas,
02:39
that can go out into the community
and perform exams
juntar muestras y enviarlas a un
hospital central para su análisis,
02:42
and collect samples
02:43
and send them to the central
hospital for analysis,
que días más tarde,
las mujeres a quienes llamaron
02:47
that days later,
02:48
women get a call
with an abnormal test result
-- si los resultados de las pruebas
fueron negativos --
02:51
and they're asked to come in.
para pedirles que acudan al hospital,
02:52
Fully half of them don't turn up
because they can't afford the trip.
la mitad no se presentó porque
no pueden permitirse el viaje.
02:57
With the integrated microscope
and computer analysis,
Con un microscopio integrado
y el análisis por computador,
Rebecca y sus colegas pudieron
equipar una unidad móvil
03:01
Rebecca and her colleagues
have been able to create a van
configurada para la detección
y para tratamiento al mismo tiempo.
03:04
that has both a diagnostic setup
and a treatment setup.
Eso significa que se puede hacer
un diagnóstico y tratar a la vez
03:07
And what that means
is that they can do a diagnosis
03:10
and perform therapy on the spot,
de modo que nadie quede sin tratamiento.
03:13
so no one is lost to follow up.
Esto es solo un ejemplo de cómo la
miniaturización puede salvar vidas.
03:15
That's just one example of how
miniaturization can save lives.
Como ingenieros, vemos esto
como una simple miniaturización.
03:20
Now as engineers,
03:21
we think of this
as straight-up miniaturization.
Se trata de una cosa
grande hecha pequeña,
03:24
You took a big thing
and you made it little.
pero lo que les dije antes
sobre las computadoras
03:26
But what I told you before about computers
03:28
was that they transformed our lives
es que transforman nuestras vidas
cuando son lo suficientemente pequeñas
para llevarlas a todas partes.
03:31
when they became small enough
for us to take them everywhere.
03:35
So what is the transformational
equivalent like that in medicine?
Y ¿cuál es el equivalente de dicha
transformación en el campo médico?
Bueno, ¿y si tuvieran
un detector tan pequeño
03:40
Well, what if you had a detector
03:43
that was so small that it could
circulate in your body,
que pudiera circular
por dentro de su cuerpo,
encontrar el tumor por sí mismo
03:47
find the tumor all by itself
y enviar una señal al mundo exterior?
03:50
and send a signal to the outside world?
Suena un poco a ciencia ficción
03:53
It sounds a little bit
like science fiction.
pero, en realidad, la nanotecnología
nos permite hacer precisamente eso.
03:55
But actually, nanotechnology
allows us to do just that.
La nanotecnología nos permite reducir
las partes componentes de un detector
03:59
Nanotechnology allows us to shrink
the parts that make up the detector
-- del grosor de un cabello humano,
es decir, 100 micrones --
04:04
from the width of a human hair,
04:06
which is 100 microns,
04:07
to a thousand times smaller,
reducirlas mil veces,
hasta los 100 nanómetros.
04:10
which is 100 nanometers.
Y eso tiene profundas consecuencias.
04:12
And that has profound implications.
04:15
It turns out that materials
actually change their properties
Sabemos que a nanoescala, los materiales
cambian sus propiedades.
04:19
at the nanoscale.
Un material como el oro,
04:21
You take a common material like gold,
molido y transformado en polvo,
en nanopartículas de oro,
04:23
and you grind it into dust,
into gold nanoparticles,
cambia su color de dorado a rojo.
04:27
and it changes from looking
gold to looking red.
Un material más exótico
como el seleniuro de cadmio
04:31
If you take a more exotic material
like cadmium selenide --
-- un cristal de gran tamaño
y de color negro --
04:34
forms a big, black crystal --
04:37
if you make nanocrystals
out of this material
hace brillar sus nanocristales al ponerlos
en un líquido y bajo una fuente de luz:
04:39
and you put it in a liquid,
04:41
and you shine light on it,
04:43
they glow.
y se ve azul, verde,
amarillo, naranja, rojo,
04:44
And they glow blue, green,
yellow, orange, red,
todo depende solo de su tamaño.
04:50
depending only on their size.
¡Es increíble!
04:52
It's wild! Can you imagine an object
like that in the macro world?
¿Se imaginan un objeto
similar en el mundo macro?
Es como si todos los vaqueros
de algodón que tienen en su armario
04:56
It would be like all the denim jeans
in your closet are all made of cotton,
pudieran cambiar de color
solo por cambiar de talla.
05:03
but they are different colors
depending only on their size.
(Risas)
05:08
(Laughter)
Como médica, lo interesante para mí
05:10
So as a physician,
05:12
what's just as interesting to me
05:14
is that it's not just
the color of materials
es que no solo el color de los materiales
es lo que cambia a nanoescala;
05:17
that changes at the nanoscale;
05:19
the way they travel
in your body also changes.
sino que la manera de viajar
por el cuerpo también cambia.
Y esta es la observación que usaremos
para mejorar la detección tumoral.
05:23
And this is the kind of observation
that we're going to use
05:25
to make a better cancer detector.
05:28
So let me show you what I mean.
Les mostraré lo que quiero decir.
Este es un vaso sanguíneo
rodeado por un tumor.
05:30
This is a blood vessel in the body.
05:32
Surrounding the blood vessel is a tumor.
Inyectaremos nanopartículas
en el vaso sanguíneo
05:35
We're going to inject nanoparticles
into the blood vessel
para observar cómo pasan
del sistema circulatorio al tumor
05:38
and watch how they travel
from the bloodstream into the tumor.
ya que muchos de los vasos sanguíneos
rodeados por tumores presentan fugas
05:43
Now it turns out that the blood vessels
of many tumors are leaky,
y las nanopartículas pueden filtrarse
de la circulación sanguínea en el tumor.
05:47
and so nanoparticles can leak out
from the bloodstream into the tumor.
La filtración depende de su tamaño.
05:52
Whether they leak out
depends on their size.
Así pues, en esta imagen,
05:56
So in this image,
las partículas más pequeñas de color azul,
de cientos de nanómetros, se filtran,
05:57
the smaller, hundred-nanometer,
blue nanoparticles are leaking out,
mientras que las mayores, de color
rojo y de unos 500 nanómetros,
06:01
and the larger, 500-nanometer,
red nanoparticles
siguen atrapadas
en el torrente sanguíneo.
06:05
are stuck in the bloodstream.
Como ingeniera, esto significa
06:06
So that means as an engineer,
que el tamaño de un material
que construyo
06:09
depending on how big
or small I make a material,
puede cambiar el lugar
de su destino en el cuerpo.
06:13
I can change where it goes in your body.
Mi laboratorio diseñó recientemente
un detector tumoral tan pequeño
06:17
In my lab, we recently made
a cancer nanodetector
06:21
that is so small that it could travel
into the body and look for tumors.
que puede viajar dentro del cuerpo
para detectar tumores.
Lo diseñamos para que oiga
una invasión tumoral:
06:27
We designed it to listen
for tumor invasion:
la orquesta de señales químicas
06:31
the orchestra of chemical signals
that tumors need to make to spread.
que los tumores necesitan
producir para extenderse.
Para que un tumor rompa
el tejido donde se forma,
06:36
For a tumor to break out
of the tissue that it's born in,
tiene que producir químicos
llamados enzimas
06:39
it has to make chemicals called enzymes
y con ellos abrirse paso
a través de los tejidos.
06:42
to chew through
the scaffolding of tissues.
Estas nanopartículas están diseñadas
para ser activadas por estas enzimas.
06:45
We designed these nanoparticles
to be activated by these enzymes.
Una enzima puede activar
mil reacciones químicas en una hora.
06:51
One enzyme can activate a thousand
of these chemical reactions in an hour.
Para un ingeniero, es
una proporción de 1:1000,
06:57
Now in engineering, we call
that one-to-a-thousand ratio
o una forma de amplificación
que hace algo ultrasensible.
07:01
a form of amplification,
07:02
and it makes something ultrasensitive.
Así que hicimos un detector
ultrasensible al cáncer.
07:04
So we've made an ultrasensitive
cancer detector.
Pero ¿cómo hago que esta señal activada
se transmita al mundo exterior,
07:09
OK, but how do I get this activated
signal to the outside world,
donde puedo tomar medidas?
07:14
where I can act on it?
Para ello, usaremos una vez más
la biología a nanoescala,
07:15
For this, we're going to use
one more piece of nanoscale biology,
y esta vez tiene que ver con el riñón.
07:19
and that has to do with the kidney.
07:21
The kidney is a filter.
El riñón es un filtro.
Su función es filtrar la sangre
y eliminar los residuos con la orina.
07:23
Its job is to filter out the blood
and put waste into the urine.
Resulta que lo que el riñón filtra
07:29
It turns out that what the kidney filters
también depende del tamaño.
07:31
is also dependent on size.
Así pues, en esta imagen, se puede ver
07:34
So in this image, what you can see
cómo todo por debajo de los 5 nanómetros
07:36
is that everything smaller
than five nanometers
pasa de la sangre,
a través del riñón, en la orina,
07:39
is going from the blood,
through the kidney, into the urine,
mientras que todo lo demás que
es más grande, queda retenido.
07:44
and everything else
that's bigger is retained.
Así que si hago un detector de cáncer
de unos 100 nanómetros,
07:47
OK, so if I make a 100-nanometer
cancer detector,
lo inyecto en el torrente sanguíneo,
07:52
I inject it in the bloodstream,
para poder filtrarse en la tumor
y activar las enzimas tumorales
07:54
it can leak into the tumor
where it's activated by tumor enzymes
de modo que liberarán una pequeña señal
08:00
to release a small signal
lo suficientemente pequeña
para ser filtrada por el riñón
08:02
that is small enough to be
filtered out of the kidney
y eliminada con la orina,
08:05
and put into the urine,
tendré una señal en el mundo
exterior que puedo detectar.
08:07
I have a signal in the outside world
that I can detect.
No obstante hay un problema más.
08:12
OK, but there's one more problem.
Esta es una señal tan diminuta
08:14
This is a tiny little signal,
que no sé cómo detectar.
08:16
so how do I detect it?
Bueno, la señal es solo una molécula.
08:18
Well, the signal is just a molecule.
Son moléculas diseñadas por los
ingenieros, completamente sintéticas,
08:20
They're molecules
that we designed as engineers.
08:23
They're completely synthetic,
and we can design them
así que podemos diseñarlas para que sean
compatibles con nuestra herramientas.
08:26
so they are compatible
with our tool of choice.
Si queremos usar un instrumento
muy sensible y lujoso
08:30
If we want to use a really
sensitive, fancy instrument
08:33
called a mass spectrometer,
llamado espectrómetro de masas,
entonces diseñamos una molécula
que tenga una masa única.
08:35
then we make a molecule
with a unique mass.
O tal vez queremos hacer algo
más barato y portátil.
08:38
Or maybe we want make something
that's more inexpensive and portable.
Entonces diseñamos moléculas
que pueden atraparse en papel,
08:42
Then we make molecules
that we can trap on paper,
como una prueba de embarazo.
08:46
like a pregnancy test.
De hecho, hay todo un mundo
de pruebas de papel disponibles
08:47
In fact, there's a whole
world of paper tests
08:50
that are becoming available
in a field called paper diagnostics.
en lo que viene a llamarse
el campo de diagnóstico en papel.
Muy bien, ¿a dónde nos lleva todo esto?
08:55
Alright, where are we going with this?
Lo que estoy a punto de decirles,
08:58
What I'm going to tell you next,
es un sueño para mí, después de
una larga vida de investigación.
09:00
as a lifelong researcher,
09:02
represents a dream of mine.
No puedo decir que sea una promesa;
09:04
I can't say that's it's a promise;
es un sueño,
09:06
it's a dream.
pero creo que todos tenemos que tener
sueños para animarnos a seguir adelante,
09:08
But I think we all have to have dreams
to keep us pushing forward,
09:11
even -- and maybe especially --
cancer researchers.
incluso, y quizás sobre todo,
los que investigan tumores.
Les diré lo que espero
que pase con mi tecnología,
09:15
I'm going to tell you what I hope
will happen with my technology,
y que junto con mi equipo
haremos todo lo posible
09:19
that my team and I will put
our hearts and souls
para hacer de esto una realidad.
09:23
into making a reality.
Bien, aquí va:
09:25
OK, here goes.
sueño que un día,
09:27
I dream that one day,
en lugar de acudir
a un centro de diagnóstico caro
09:30
instead of going into
an expensive screening facility
para una colonoscopía, una mamografía
o una prueba de Papanicolaou,
09:33
to get a colonoscopy,
09:35
or a mammogram,
09:36
or a pap smear,
se pueda inyectar una vacuna,
esperar una hora,
09:38
that you could get a shot,
09:40
wait an hour,
09:42
and do a urine test on a paper strip.
y hacerse un análisis de orina
en una tira de papel.
Me imagino que esto incluso
podría ocurrir
09:45
I imagine that this could even happen
sin necesidad de una fuente
de electricidad constante,
09:48
without the need for steady electricity,
o un profesional médico presente.
09:51
or a medical professional in the room.
Tal vez podrían estar disponibles
09:53
Maybe they could be far away
09:55
and connected only by the image
on a smartphone.
para conectarse con la ayuda
de un teléfono inteligente.
Sé que esto es un sueño,
09:58
Now I know this sounds like a dream,
pero en el laboratorio
esto ya funciona con los ratones,
10:00
but in the lab we already
have this working in mice,
y funciona mejor que
los métodos existentes
10:03
where it works better
than existing methods
para la detección de tumores pulmonares,
y cánceres de colon y de ovario.
10:05
for the detection of lung,
colon and ovarian cancer.
Y espero
10:10
And I hope that what this means
que un día podamos detectar
tumores en pacientes
10:12
is that one day we can
detect tumors in patients
-- antes de que pasen esos
10 años desde su aparición --
10:18
sooner than 10 years
after they've started growing,
en cualquier lugar, en todo el mundo,
10:21
in all walks of life,
10:23
all around the globe,
y que esto lleve
a un tratamiento temprano
10:25
and that this would lead
to earlier treatments,
para poder salvar más vidas
de las que podamos hoy en día,
10:28
and that we could save more lives
than we can today,
con la detección disponible.
10:31
with early detection.
Gracias.
10:33
Thank you.
(Aplausos)
10:34
(Applause)
Translated by Denise R Quivu
Reviewed by Sebastian Betti

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About the speaker:

Sangeeta Bhatia - Physician, bioengineer and entrepreneur
Sangeeta Bhatia is a cancer researcher, MIT professor and biotech entrepreneur who works to adapt technologies developed in the computer industry for medical innovation.

Why you should listen

Trained as both a physician and engineer at Harvard, MIT, and Brown University, Sangeeta Bhatia leverages 'tiny technologies' of miniaturization to yield inventions with new applications in tissue regeneration, stem cell differentiation, medical diagnostics, predictive toxicology and drug delivery. She and her trainees have launched more than 10 biotechnology companies to improve human health.

Bhatia has received many honors including the Lemelson-MIT Prize, known as the 'Oscar for inventors,' and the Heinz Medal for groundbreaking inventions and advocacy for women in STEM fields. She is a Howard Hughes Medical Institute Investigator, the Director of the Marble Center for Cancer Nanomedicine at the Koch Institute for Integrative Cancer Research and an elected member of the National Academy of Engineering, the American Academy of Arts and Science and Brown University's Board of Trustees.

More profile about the speaker
Sangeeta Bhatia | Speaker | TED.com